Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Fotoogniwo-> akumulator jak to regulować?

herbatman 13 Sie 2004 13:14 4405 11
  • #1 13 Sie 2004 13:14
    herbatman
    Poziom 10  

    Cześć!
    Chciałbym poruszyć temat ładowania akumulatora przez fotomoduł słoneczny. Jest to część mojej pracy magisterskiej a zarazem bariera nie do przejścia dla mnie - nie znającego się na elektronice. Proszę o pomoc.
    Spróbuję pokrótce opisać problem:

    Bateria słoneczna, w zależności od natężenia światła charakteryzuje się zmiennym napięciem i prądem (charakterystyka I-U np: http://www.solarbotics.net/starting/200202_solar_cells/200202_solar_cell_use.html).. Przy danym natężeniu światła wcale nie jest jasne jakie będzie U oraz I. Zależy to zapewne od tego, co podłączymy do fotomodułu (opór zastępczy?).

    Akumulatory które chcę stosować (ołowiowo-kwasowe,żelowe) żądają stałego, ściśle określonego napięcia ładowania a w dodatku ładowania prądem o podanej charakterystyce (np: http://www.emu.com.pl/infosla.html).. Na przykład żąda się, aby najpierw ładować prądem o wartości 0,1 pojemności (jeśli akumulator 10 Ah, to I=1A?) a po osiągnięciu napięcia "nasycenia" na zaciskach akumulatora prądem stopniowo malejącym.

    Weźmy dla przykładu akumulator 30 Ah, 12V, napięcie ładowania 14V, prąd ładowania wg. charakterystyki. weźmy też fotoogniwo o przykładowej charakterystyce http://www.pvresources.com/images/module_pic02a.gif

    Prąd ładowania wg. zaleceń powinien wynosić 0,1 C, a więc 0,1*30=3A.
    Ale dzień jest pochmurny (400W/m^2) i prąd (z charakterystyki panelu) może wynieść max 2,4A. Czy to znaczy, że akumulator nie będzie ładowany? Czy ładowanie mniejszym prądem może mieć negatywne skutki? A jakie będzie napięcie na zaciskach modułu? Czy można wyregulować prąd wychodzący z modułu tak, aby spełniał warunki ładowania?
    Załóżmy, teraz że jest dzień słoneczny i mamy 5A. To z kolei za dużo. Wiem, że są regulatory z ograniczeniem prądowym - taki regulator ograniczy prąd do żądanych 3A. OK. ale w dalszej fazie ładowania, konieczne jest zmniejszenie prądu ładowania. Czy prąd ładowania jest zmniejszany samoczynnie wraz ze wzrostem stopnia ładowania akumulatora, czy też trzeba go regulować?

    I na koniec jeszcze parę pytań (jakby było jeszcze mało :)

    1. jaką budowę ma regulator, który ogranicza prąd do żadanej wartości (schemat)?
    2. to samo co wyżej, tylko chodzi o ustawienie napięcia na stałym poziomie (schemat)?
    3. jaką budowę ma regulator, który odcina przepływ prądu ładowania, gdy zostanie osiągnięte określone napięcia na akumulatorze? (schemat)


    Dziękuję każdemu, kto odpowie choć na jedno z tych pytań, będzie to dla mnie ogromna pomoc!
    pozdrawiam serdecznie
    Mikołaj

    0 11
  • #2 14 Sie 2004 13:27
    ed-ek
    Poziom 34  

    Ad1:Źródło prądowe - i=const (stabilizator prądu)
    Ad2:Źródło napięciowe u=const (stabilizator napięcia)
    Ad3:komparator + układ wykonawczy
    Można ładować mniejszym prądem,czas ładowania proporcjonalnie się wydłuża.Ponieważ masz duże braki w elektronice,to nie lepiej wybrać inny temat pracy?

    0
  • #3 14 Sie 2004 22:44
    herbatman
    Poziom 10  

    Hej!
    Na zmianę tematu już trochę za późno. Jak się brałem do pisania, nie spodziewałem się regulatory łądowania będą tak twardym orzechem do zgryzienia.

    Dzięki za odpowiedź.
    Pozdrawiam
    Mikołaj

    0
  • #4 23 Sie 2004 23:45
    adje
    Poziom 14  

    Nie chcę się wgłębiać w temat teoretyzując ale mam pomysł, by zastosować mikroprocesorową ładowarkę akumulatorów samochodowych.
    Można takie kupić gotowe (kosztują dość drogo) ale gdzieś były publikowane i może są w zestawach np ATV lub w PE itp.

    Problem dnia słonecznego nie jest ważny. W słoneczny dzień ogniwa dostarczą większe napięcie, a więc wiekszy prąd ładowania, skróci się czas ładowania i automat wyłączy ładowanie lub przełączy na podtrzymanie ładowania aku (regulacja wynika z napięcia końcowego ładowania)


    Całość trzeba przeliczyć dla dnia pochmurnego i zimowego, by ogniwa gwarantowały dostarczenia koniecznej energii do ładowania aku. Prąd łądowania może być mniejszy od 0,1 C lecz wtedy wydłuża sie czas ładowania i może to prowadzić do rozładowania aku Nie może natomiast być zdecydowanie większy od 0,1 C, bo to prowadzi do gazowania, co moze trwale uszkodzić aku.

    Dla pochmurnych i zimowych dni trzeba jednak całość zestawu zbilansować, by nie występowało stałe niedoładowanie aku, bo to może doprowadzić do awarii zestawu. Proponuję jeszcze przeczytać to co napisałem pod tym linkiem: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic166697.html
    Może to byc pomocne w temacie

    0
  • #5 10 Wrz 2004 14:27
    herbatman
    Poziom 10  

    bardzo dziękuję za odpowiedź, jednak chciałbym podyskutować na pare temtów, które poruszyłeś w ostatnim poście:

    "W słoneczny dzień ogniwa dostarczą większe napięcie, a więc wiekszy prąd ładowania"

    Z tego co do tej pory wyczytałem, to raczej napięcie fotomodułu jest stałe, niezależne od natężenia światła. Napięcie zależy tylko od oporu odbiornika który pobiera z modułu prąd. W słoneczne dni prąd będzie rzeczywiście większy, ale napięcie nie. Popraw mnie, jeżeli jestem w błędzie.

    "[prąd ładowania] Nie może natomiast być zdecydowanie większy od 0,1 C bo to prowadzi do gazowania..."

    jaka jest wartość krytyczna, której nie należy przekraczać, aby nie uszkodzić akumulatora. Czy 0,3C będzie jeszcze bezpieczne, a 0,5C?

    Doszedłem do wniosku, że najbardziej opłacalne będzie stosowanie małych fotomodułów i dużych akumulatorów (nawet 2-krotne obniżenie kosztów). Efektem tego, w przypadku pracy całorocznej jest niestety stałe niedoładowanie akumulatora przez więskzą część roku, bo nawet gdy nasłonecznienie będzie już dość silne (na wiosnę) to długo jeszcze trzeba będzie czekać na wyrównanie deficytu który wystąpił zimą.
    Pytanie jest więc następujące: czy da się ładować duży akumulator małym prądem w stosunku do pojemności? na przykład: akumulator 200Ah i fotomoduł (100W), który daje zimą max 4A. Czy ten prąd w ogóle "wejdzie do akumulatora"? jak liczyć ładowanie w takich przypadkach? jeśli w ciągu 8 godzin dnia dostaję stale 3A@12V, to czy pojemność akumulatora wzrośnie o (3*8=24) 24Ah?
    To chyba najważniejsze pytanie z którym się borykam od pewnego czasu. Bardzo proszę o odpowiedź
    Pozdrawiam
    Mikołaj

    0
  • #6 27 Sty 2008 17:46
    pawel-foto
    Poziom 19  

    Odświerzę troszkę stary temat aby nie zakładać nowego.
    Tak myślę aby "oświetlić" alejki w ogródku lampkami z LEDami. Wiem,że można kupić jakieś pojedyńcze plastikowe, ale ja myślałem o jakiś fajniejszych. I pomyślałem o jakims akumulatorku żelowym ok. 6V i 5Ah. No i na Alle są moduły baterii dające ok.8V zasilania (poniżej 20zł).Jakby to pozpinać?

    0
  • #7 27 Sty 2008 19:02
    -RoMan-
    Poziom 42  

    W najbliższym czasie zamierzam rozruszać kilka projektów pośrednio związanych z tym problemem. W ramach tego są m.in. dwie przetwornice SEPIC - czyli takie, które umożliwiają uzyskanie na wyjściu napięcia zarówno wyższego jak i niższego od wejściowego. Przy okazji mają lepszą sprawność od typowej konfiguracji buck-boost proponowanej np. przez Motorolę/ONSemi z zastosowaniem MC34063.

    Ale zostawmy teorię - sprzedawane na Alledrogo tanie ogniwa (a w zasadzie są to już baterie) mają moc rzędu 0.4W - czyli 8V 50 mA. Daje nam to możliwą do zgromadzenia energię rzędu pojedynczych Wh na dobę. Jedna mała, biała dioda LED do świecenia przez 12 godzin potrzebuje ok. 0.7Wh. Musisz sobie to poprzeliczać, uwzględniając koszt akumulatorów, ich żywotność przy pracy cyklicznej (uzyskanie więcej niż 200-300 cykli w tanich akumulatorach to bardzo dobry wynik) i czy Ci się to w ogóle opłaci...

    Wracając do przetwornicy SEPIC - zastosowanie takiej przetworniczki umożliwi Ci wykorzystanie pełnej mocy baterii w jej najlepszy punkcie pracy (czyli 8V 50 mA) ale także umożliwi ładowanie akumulatora wtedy, gdy oświetlenie jest marne i napięcie na baterii jest niższe od napięcia akumulatora.

    0
  • #9 27 Sty 2008 20:08
    pawel-foto
    Poziom 19  

    RoMan no tak właśnie myślałem-ogniwo to raczej wydatek jednostkowy na kilka lat.Akumulator 6V ok.20zł. Powiedzmy też na rok. Jeżeli bym to zasilał przez trafo to takie trafo na rok też wyświeci ok.20zł(jak nam za dużych podwyżek nie zafundują). Czyli wychodzi na 0.A przed sąsiadami się można chwalić że mi świeci za darmo.
    Jesiotr1 - zakładając 10 lampek x1,5W to na cały rok trzeba DUŻEGO akumulatora, jeśli go nie ładować.

    0
  • #10 27 Sty 2008 20:29
    JESIOTR1
    Poziom 32  

    LEDY na 230 V o mocy 1,5W z 18-nastoma diodami świecą białym światłem kierunkowym na kilkadziesiąt metrów, a licznik prawie nie reaguje - poco Ci akumulatory?Zawalisko i wydatek w cenie kilku energooszczędnych ledów.

    0
  • #11 27 Sty 2008 21:02
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Akumulatory dają możliwość zrobienia ładnego, _ruchomego_ oświetlenia - bez kabli i rycia w trawnikach.

    0
  • #12 27 Sty 2008 21:48
    pawel-foto
    Poziom 19  

    JESIOTR1 napisał:
    LEDY na 230 V o mocy 1,5W z 18-nastoma diodami świecą białym światłem kierunkowym na kilkadziesiąt metrów, a licznik prawie nie reaguje - poco Ci akumulatory?

    Rusy, nie rusyn ;) Ale jak się podliczy te wszystkie rzeczy od których nie ruszy to się okazuje, że się rusza calkiem nieźle. Właśnie przerobiłem tak instalację za telewizorem aby wyłączać wieżę jak jest nie używana-bo 3 elementy a szczególnie wzmacniacz na spoczynku to tak średnio licznika nie ruszały.
    Zdaję sobie sprawę, że tak ekonomicznie to średnio na tym wyjdę ale jak będzie na 0 to będę zadowolony.
    A odchodząc od ekonomi to mi ktoś podpowie jak to ogniwo podpiąć do akumulatorka?

    0
  Szukaj w 5mln produktów